（渠县气象局 四川渠县 635200）
摘要：通过对渠江上游巴河、州河的雨量、渠县本地雨量与三汇、渠县城区的水位信息，运用数理统计、散点图法、相关系数法进行相关性分析，找出与渠县洪涝相关的因子，分析其相关性大小；通过回归分析法建立雨量与水位高度变化值间的模型，达到直接用雨量来预测渠江水位的变化，从而达到通过上游的实测降水量来提前预测出渠江水位的高度,为防汛部门在做防洪决策时提供参考依据。
关键词：渠江；巴河；州河；雨量；洪涝；相关性
1 资料与方法
1.1降水资料
本文所用到的资料覆盖渠江流域9个国家气象观测站（巴中、通江、平昌、南江、万源、达州、宣汉、开江、渠县）及渠县区域站的雨量资料。资料时间段为2007年1月到2016年12月。
本文所述雨量均为面雨量， 巴河面雨量为南江、巴中、通江、平昌四个国家气象观测站平均雨量；州河面雨量为万源、宣汉、达川、开江四个国家气象观测站平均雨量；渠县面雨量为渠县国家气象站和渠县所有区域自动气象站平均雨量。
1.2统计方法
本文运用EXCEL和SPSS统计软件，通过图表、相关系数分析及回归分析等统计方法，比较分析洪水上涨高度与雨量的关系，找出渠县洪涝产生的原因。
2 渠江洪涝的成因
2.1洪峰与降水时间的对应关系
渠江出现洪峰时，其前一天或两天上游都出现了强降水，而渠县本地降水并不大，当渠县本地出现强降水时，渠江并未出现水位急剧上涨，洪峰而是出现在强降水之前或过后，因此渠江的洪水与上游强降水有关，洪水的产生受上游巴州两河的强降水影响，而不是由本地强降水引起。从洪峰时间也可看出上游强降水到达渠江流域要20小时左右。
2.2洪水净涨高度与雨量的关系
2.2.1净涨高度与累计雨量的关系
利用 2007-2016年的巴州两河各次暴雨及以上量级的过程累计雨量，通过做散点图和运用IBM SPSS Statistics软件统计相关系数的方法，分析三汇和渠江的水位净涨高度与巴、州两河及渠江的面雨量大小是否相关及相关性大小。
2.2.1.1散点图法
通过做散点图来分析三汇、渠县水位净涨高低与两河雨量的相关性，从分布图上可看出，三汇和渠县水位高低变化与巴、州两河的雨量大小均有一定的相关性，但巴河的相关性比州河好，与渠县雨量相关性较差（见图1）。
2.2.1.2相关系数法
各地雨量与三汇和渠江的水位净涨高度的相关系数来看（见表1），三汇、渠县水位净涨高度与巴河及州河面雨量在0.01水平上均为显著相关，与渠县本地强降水相关性很小，可见三汇、渠江的水位高低均受上游巴河及州河降水的影响，但与巴河的面雨量相关系数远远大于州河，说明巴河对三汇、渠江涨水的影响大于州河。三汇与渠江的净涨高度相关系数接近1，可见三汇水位净涨的高度直接决定了渠县水位净涨的高度，受其他河流及本地降水影响很小。同一条河流，上游径流量越大，洪水上涨越高，从分析三汇流量与渠江洪水高度的相关性可看出两者为显著相关，三汇径流量大小直接影响了渠江洪水高度，因此也可以利用测三汇径流量来预测渠江洪水高度。
2.2.2净涨高度与洪峰前3天雨量关系
分别用洪峰前1-3天巴州两河的雨量与三汇、渠江水位上涨的高度来分析其相关性大小，找出引起水位变化的因子。三汇、渠江水位的变化与巴河前两天雨量及州河前一天雨量相关性较好，与巴河第三天及州河第二、三天雨量相关性较差；与巴河前两天雨量相关性好于州河。三汇与巴州两河前两天的累计雨量也相关，也第三天的累计雨量不相关。
由于巴河降水到达三汇的时间较州河长，故用错位时间的雨量来进行分析，用洪峰时巴河前两天与州河前一天的累计雨量及巴河前三天与州河前两天的累计雨量来分析其相关性大小看：错位计算法虽然相关但相关系数变小，故不再对其研究。
**. 在 .01 水平（双侧）上显著相关。*. 在 0.05 水平（双侧）上显著相关。
从各参量间的相关性分析可知:三汇和渠县水位上涨多少主要是受上游雨量大小的影响，但与前三天雨量相关性不及与过程累计雨量的相关性好。下面就其影响程度的大小来定量分析。
2.3水位净涨高度的预测及检验
利用回归分析法对显著相关的因素进行分析，利用上游洪峰前的雨量、水位高度、流量来预测三汇、渠江洪水高度。
2.3.1累计雨量检验
2.3.1.1三汇净涨高度与雨量的关系
三汇水位与上游两河各自的过程累计雨量有显著的相关性，用多元回归分析法来预测巴、州两河的雨量大小对三汇水位变化值的影响程度。
设三汇水位净涨高度为因变量y，巴、州两河的过程雨量累计值设为自变量为x1，x2，利用Excel中的回归分析计算出特征值：截距b0，斜率b1、b2。
将截距b0和斜率b1、b2代入到多元回归方程：
利用此方程对历史个例进行检验得知74%的个例误差在30%以内。水位上涨超过5米的个例检验效果较好， 84%的个例误差在30%内。可见用巴、州两河的雨量来预测三汇水位的高度是有一定指导意义，实际情况还要参考前期降水情况来预测。对于涨水在3米以下的误差更大，没有意义。
2.3.1.2渠江水位净涨高度与雨量的关系
渠县水位与巴、州两河及渠县本地降水也有显著的相关性，用他们的回归关系来分析渠江上游强降水对渠县水位的变化值的影响大小。
渠县水位净涨高度设为y，巴、州两河及渠县降水量设为x1、x2、x3 ，同样利用Excel中的回归分析功能，可得出回归方程
（2）
利用此方程对历史个例进行检验得知74%的个例误差在30%以内。同样也是涨水越小，误差越大，净涨大于5米的误差较小些，有85%的个例在误差在30%内。同样对于涨水小于3米的此公式基本上没有使用价值。
总的来说，三汇和渠县水位高低仅用上游雨量来测算有一定的指导意义，但都有一些误差。
根据防洪办的资料可知：三汇水文站水位达到251.41米（净涨9.51米）时，洪水将淹没农贸市场，渠县水位超过242.7米，渠江滨河路开始进水。当巴、州两河出现强降水，运用公式（1）、（2）可大概计算出三汇和渠县的水位高度，结合各地多年淹没水位的高低，及上游降水流到渠江的时间（一般巴中片区降水流到三汇需18-25小时左右，达州一带降水流到三汇需15小时左右，从三汇流到渠县城区段大约要6小时左右。来源于渠县防洪办），可提前通知相应地方的市民提前做好搬迁工作。
2.3.2 洪峰前2天雨量检验
2.3.2.1三汇净涨高度与峰前雨量关系
用三汇水位净涨高度（y）与洪峰前巴河1-2天雨量(x1、x2)及州河1天的雨量(x3)进行回归分析。得出以下回归方程：
检验结果为70%的个例误差小于30%，5米以上的78%的个例误差小于30%，也比用过程累计量检验结果要差一些。用两河前一天及前两天的累计量、渠县洪峰前24小时面雨量来检验只有65%的个例误差小于30%。
从上述检验结果来看，用洪峰前两河各自的过程累计量相比分别用洪峰前两天的雨量检验效果更好。故以下分析均用过程累计量。
2.3.3累计雨量分级检验
因三汇和渠江均是主要受巴河影响，用巴河50mm以下、50mm以上两个量级的雨量分别做回归分析，经检验：巴河降水大于50mm，三汇的检验结果为63%的个例误差小于30%，没有不分级检验结果（70%）好；其中50mm以下的检验结果（87%）比不分级结果（80%）要好些；用巴州两河总雨量100mm以上及以下进行回归分析检验，其效果与不分量级检验结果一样，均为69%的个例误差在30%以内。同样渠江水位的分级检验与不分级检验，两者检验结果基本相同，也就一个个例之差。可见预测三汇水位上涨高度，当巴河雨量大于50mm时用不分级的公式（1）较好些，50mm以下的雨量用分级的公式（6）预测结果较好些。渠江水位预测就用不分级的即可。
2.3.4渠江与三汇水位径流量的关系
渠县水位高度变化（y）与三汇水位高度变化（x）两者的相关程度很高，从水位的变化回归分析可得出：
用三汇的径流量来预测渠江洪水高度检验结果近94%的个例与实测值误差在20%范围内。
综上所述，预测三汇洪水上涨的高度，当巴河雨量大于50mm时用公式（1），50mm以下的雨量用分级的公式（6）。渠江水位上涨高度，如果用上游降雨量来预测，就用公式（2）；如果用三汇水位净涨高度或径流量来预测，就用公式（7）、（8）。通过运用以上几个参量的关系来提前预测出三汇、渠江洪水的大概水位，可以作为防灾减灾决策服务的一个参考依据。
3 结论
（1）渠江上游巴河及州河出现强降水1-2天后渠县水位将出现上涨，渠县本地出现强降水渠县水位不会急剧上涨。
（2）渠江洪水高度与上游的降水量为显著相关，与渠县本地降水量相关性不大，且与巴河的相关系数大于州河，说明渠江的洪涝主要受上游强降水的影响且受巴河的影响程度大于州河。
（3）根据巴中、达州天气预报结果，运用不同的计算公式可提前粗略计算出三汇或渠县水位将上涨高度，为防洪救灾提前做好准备工作，从而减少洪涝灾害的损失。
参考文献：
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第一作者简介：王英（1975-）女，汉族，四川渠县人，大专学历，工程师，从事综合气象业务工作。
论文作者:王英,赵洪,唐雪峰
论文发表刊物:《科技研究》2019年3期
论文发表时间:2019/6/11
标签：雨量论文; 渠县论文; 水位论文; 高度论文; 三汇论文; 相关性论文; 个例论文; 《科技研究》2019年3期论文;